高速铁路桥梁支座检查及养护

牛锦奎

【摘要】随着科学技术的快速发展，高铁也加入了发展的大潮之中。盆式橡胶支座目前正广泛应用于我国的高速铁路、城际铁路和客运专线。支座设计技术和安装工艺也相继完善，但相应的安装后管养技术还处于摸索阶段。

【关键字】高速铁路桥梁；支座；检测；管养

随着科学技术的快速发展，高铁也加入了发展的大潮之中。盆式橡胶支座目前正广泛应用于我国的高速铁路、城际铁路和客运专线。支座设计技术和安装工艺也相继完善，但相应的安装后管养技术还处于摸索阶段。

随着京津城际铁路正式运营，标志着我国拥有了时速300公里以上的真正意义上的高速铁路，这条铁路应用了国际上很多先进的工程技术，而在连续梁大吨位支座选用上，采用了在欧洲高铁实践多年的CKPZ系列盆式橡胶支座，国内的铁路盆式橡胶支座也已经使用多年，但一般的工程管理单位都简单地认为盆式橡胶支座为免维护的产品，而生产单位对产品的检测、管养认识程度又不够，其实这些理解和做法都是错误的，而这种错误导致了支座应用后的检测、管养技术在国内目前基本处于空白。

一、高速铁路桥梁支架简介：

架设于墩台上，顶面支承桥梁上部结构的装置。其功能为将上部结构固定于墩台，承受作用在上部结构的各种力，并将它可靠地传给墩台；在荷载、温度、混凝土收缩和徐变作用下，支座能适应上部结构的转角和位移，使上部结构可自由变形而不产生额外的附加内力。桥梁支座的构造应符合上部结构的理论计算图式，如支承压力通过一个固定点传递时，支座应设计成只能容许结构端部转动而不能移动的固定支座；如支承压力通过一个固定点且作用在一定的方向传递时，则应设计成既能转动又能移动的活动支座。梁式桥支座有水平双向固定支座（即固定支座）、水平双向活动支座（或称双向活动支座）、水平一向固定一向活动支座（即活动支座）三种，其布置根据桥梁宽度而定。

盆式橡胶支座的使用寿命很大程度上决定着线路的运营质量和安全，而确保盆式橡胶支座使用性能不受影响和一直处于可控状态，就必须提出一个盆式橡胶支座管养的概念，支座的管养是桥梁管养的一个重要组成部分，在国内对诸多桥梁进行盆式橡胶支座更换的过程中，我们发现了很多由于管养不善或无管养造成的支座问题以及引发的桥梁病害。

二、高速铁路桥梁支座的种类：

按种类分：盆式橡胶支座、铸钢支座、球型支座等；

按类型分：固定支座、纵向支座、横向支座、多向支座。

支座的选用一般根据某桥的地震动峰加速度Ag来确定。

传统的常用桥梁支座有：垫层支座、平板支座、弧形支座、摇轴支座、铰式固定支座以及铰式辊轴支座等。

1、垫层支座。用油毛毡或石棉板做成垫层支承上部结构，用于跨度小于6米（铁路桥）或10米（公路桥）的简支板式桥和梁式桥。

2、平板支座。由上、下两块平面铸钢板（座板）构成，用于跨度小于8米或12米的梁式桥。座板之间如加设销钉，即可构成固定支座。

3、弧形支座。其活动支座系由平板支座中的下座板改为圆弧面板而成，可提高其滑移和转动性能，用于跨度小于20米的公、铁路桥。在座板间加销钉即成固定支座。

4、摇轴支座。用铸钢摇轴与上、下座板组成的活动支座，用于中等跨度梁式桥。

5、铰式固定支座。由铸钢上、下摆组成，兩摆之间嵌以摆卡，以控制横向滑动。是用于大跨度梁式桥的固定支座。

6、铰式辊轴支座。 在铰式固定支座的下摆下面加设锻钢辊轴和铸钢座板而成（图2d），辊轴的数量及尺寸根据支承反力的大小来确定。常用于大跨度梁式桥的活动支座。

7、双向活动支座。系由两层互相叠置，而在正交的两个方向均能滚动的铰式辊轴支座构成，用于宽度大的梁式桥。

三、高速铁桥梁支座常见故障及原因

桥梁问题不断，分析桥梁事故发生的原因，不难发现桥梁养护对于桥梁的安全运营有着至关重要的作用，支座作为上、下部结构的连接，是重要的传力装置.。桥梁支座板空响问题是铁路桥梁预制时普遍存在的问题，虽然目前尚未发现支座板空响对梁体质量造成的明显危害，但如果不解决，对高速铁路桥梁的使用寿命以及建成后的运行速度肯定会造成影响。

1、预制梁支座钢板空响：是指梁体浇灌制成后，用钝器敲击箱梁支座钢板时，会发出“咚咚”的空响声。预制梁支座板空响是因支座板与混凝土间的空洞引起的。现在，铁路工程技术人员通过对钢筋绑扎、混凝土浇筑、振捣等各个施工环节进行全过程反复观察、研究和试验终于发现致使支座板空响的病因。

（1）、支座板预制时混凝土振捣不均匀工程技术人员通过反复实验之后发现：浇入混凝土之后进行振捣时，由于支座板上方钢筋布置过于密集，振捣棒不容易插到位，造成局部漏振，混凝土不能均匀密实，从而产生空隙。

（2）、支座板预制时钢材和混凝土材质不同由于支座板钢材与混凝土材质不同，导致混凝土和支座不能有机粘结。混凝土结构不够密实，出现空隙，导致发生支座板空响现象。

2、千里之堤溃于蚁穴，未雨绸缪，防范于未然。灾害预防是人们日常生活生产中所采取应对偶发灾难的首选。对于高铁箱梁支座板空响病害，我们也应该以预防为主，补救为辅。预制梁浇筑时，严格采取上述中铁一局集团京沪高速铁路工程项目部工程技术人员所研制出的项技术工艺，能够在很大程度上预防支座板空响病害。但是，对于现浇梁支座板出现空响病害问题如何解决呢？通过仔细研究预制梁设计工艺与浇筑施工流程，综合运用所掌握的知识之后，在这里，我总结提出两种较新的预制梁体空洞补救技术——同标号水泥浆注入法与环氧树脂填充补救法。

四、高速铁路支架检查和养护

1、支座使用情况检测：支座检测分为两类：一个是定期检查，一个是重点检查。

（1）、定期检查

采取近距离的目测检查而不需测量，查看支座的使用状况和外观特征有无变化，主要检查项点为：分析桥梁所处环境的温度，支座是否有足够的剩余位移；外观疵点：裂缝、支座位置偏移、超过设计的位移和变形；预埋及固定的情况；防锈保护，防尘保护及密封的状况；滑动面的情况；

（2）、重点检查：

重点检测的周期应该比定期检查要大，并且通常代替那段时间里的定期检查。在做外观观测的同时，借助专业的测量工具进行精密的测量。其检测的主要项点包括：聚四氟乙烯凸出量； 桥梁纵向运动位移； 桥梁横向运动位移； 桥梁纵向运动方向的转动角； 桥梁横向运动方向的转动角；为允许旋转运动所留间隙； 垂直面间间余缝隙； 导轨面间间余缝隙

2、支座管养的基本原则：

（1）、定期检查和管养的时间间隔应该遵循国家标准或该桥梁的设计文件中的相关规定；（2）、支座的检测周期应该比整体建筑物检测的周期要短。这将更容易检查到可能存在的隐患；（3）、如果桥梁接合面或围栏出现未预见的位移或任何其他的疲劳迹象，应该重点检测支座；（4）、在对旧桥检测的同时，支座检测应当作重要的一部分。（5）、桥梁支座检测和管养的结果及分析、判定都应建立相应的档案，作为该桥梁档案的一部分。

3、支座的替换包括对既有支座的零部件或整体进行更换，如果通过检测判定支座的多个项点检测不满足要求，而该项点已经严重影响桥梁的安全和运营质量，则要求更换支座。目前我们通常的支座更换采用支架顶升更换和无支架顶升更换两种，都采用计算机程序化控制，作业精度和安全系数都非常高，同时满足客专线及高速铁路桥梁相关规范规定的同步顶升要求。

桥梁工程建设是一个阶段性项目，而桥梁结构的检测、管养是一项持续性的工作，科学的实践，理论联系实际，大大的推动支座检测、管养技术和桥梁新技术同步发展，并能为我国的高速铁路桥梁支座提供一整套检测、管养的方法和手段。为我国高速铁路的桥梁建设做出贡献。